分子进化的新理论

长期以来,进化生物学家一直认为驱动基因和蛋白质进化的基因突变在很大程度上是中性的:它们既不好也不坏,只是普通到足以忽略选择的注意。

来源:密歇根大学

长期以来,进化生物学家一直认为驱动基因和蛋白质进化的基因突变在很大程度上是中性的:它们既不好也不坏,只是普通到足以忽略选择的注意。

现在,密歇根大学的一项研究彻底颠覆了这一理论。

在进化过程中,会发生突变,然后这些突变就会固定下来,这意味着种群中的每个个体都携带该突变。一种长期存在的理论,称为分子进化中性理论,认为大多数固定的基因突变都是中性的。进化生物学家张建志说,根据该理论,坏的突变将很快被选择抛弃,该理论还假设好的突变非常罕见,因此大多数固定都是中性的。

张建志

由张领导的密歇根大学研究旨在检验这是否属实。研究人员发现,出现了如此多的良好突变,中性理论无法成立。与此同时,他们发现对于张团队观察到的大量有益突变来说,固定率太低。

为了解决这个问题,研究人员提出,在一种环境中有益的突变在另一种环境中可能会变得有害。由于频繁的环境变化,这些有益的突变可能不会固定。这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持,发表在《自然生态学与进化》杂志上。

“我们说结果是中性的,但过程却不是中性的,”密歇根大学生态学和进化生物学教授张说。 “我们的模型表明,自然种群并没有真正适应环境,因为环境变化非常快,而种群总是在追逐环境。”

张说,他们的新理论称为“具有拮抗多效性的自适应跟踪”,告诉我们所有生物如何适应其环境。